JP2000290738A - 低圧密化圧力を有する硬質炭化物粉末の製造方法 - Google Patents

低圧密化圧力を有する硬質炭化物粉末の製造方法

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JP2000290738A JP2000092984A JP2000092984A JP2000290738A JP 2000290738 A JP2000290738 A JP 2000290738A JP 2000092984 A JP2000092984 A JP 2000092984A JP 2000092984 A JP2000092984 A JP 2000092984A JP 2000290738 A JP2000290738 A JP 2000290738A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スチールやステンレス鋼の旋削、フライス加
工、穿孔のための切削工具インサートに有用な、圧密化
圧力が低いサブミクロンの硬質炭化物粉末を提供する。 【解決手段】 粉砕、プレス成形、及び焼結を含む粉末
冶金的方法によって得られるサブミクロンのＷＣ粒子サ
イズを有する硬質炭化物の製造方法であって、ＷＣ以外
の全ての成分を約３時間にわたって予備的に混合し、Ｗ
Ｃ粉末を添加し、最終的に約１０時間にわたって粉砕す
ることを特徴とする硬質炭化物の製造方法である。ま
た、１８％収縮において２００ＭＰａ未満の圧密化圧力
を有することを特徴とするサブミクロンの硬質炭化物粉
末である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、とりわけ、スチー
ルやステンレス鋼の旋削、フライス加工、穿孔のための
切削工具インサートに有用な、圧密化圧力が低いサブミ
クロン（１μｍ未満）の硬質炭化物（cemented carbid
e）粉末に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】通常の
サブミクロン硬質炭化物体は、硬質成分とバインダー相
を形成する粉末混合物を粉砕し、所望の成形体に圧密化
し、そして焼結することを含む粉末冶金的な方法によっ
て製造される。粉砕操作は、粉砕媒体を用い、いろいろ
なサイズのミルの中で行う強烈な粉砕である。粉砕時間
は、数日間のオーダーであり、このような操作は、添加
される粒成長抑制剤と粉砕混合物中のバインダー相の均
一な分布を得るために必要と考えられている。また、強
烈な粉砕は、混合物の反応性を高め、緻密な構造の生成
をさらに促進するものと考えられている。
【０００３】しかしながら、長時間の粉砕は問題であ
る。長時間の粉砕の際、粉砕媒体は磨耗して粉砕される
混合物を汚染し、しかも、切削工具用の硬質炭化物粉末
を、所定の１８％収縮率の緻密構造とするには、不都合
に高い圧力を必要とする（Ｐ18＝２５０〜３００ＭＰ
ａ）。粉末の量を低下させることによって圧密化圧力を
低下させることもできる。しかしながら、１８％を上回
る高い収縮率は、得られる焼結硬質炭化物製品の品質に
悪影響を及ぼす。
【０００４】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】所定の１
８％収縮における明らかに低下した圧密化圧力を有する
サブミクロンの硬質炭化物粉末が、著しく短縮した粉砕
時間であって通常の粉砕により、狭い粒子サイズ分布を
有するサブミクロンの硬質成分を含む粉末混合物によっ
て達成されることが予想外に見出された。
【０００５】本発明によると、ＷＣ、６〜１５重量％の
Ｃｏ、好ましくは８〜１２重量％のＣｏ、１重量％未満
のＣｒ、好ましくは０．２〜０．６重量％のＣｒ、及び
１重量％未満のＶ、好ましくは０．２〜０．６重量％の
Ｖを含む切削工具インサート用の、望ましい低い圧密化
圧力と良好な圧密性能を有するサブミクロンの硬質炭化
物粉末が提供される。
【０００６】ＷＣ粒子は、０．２〜１．０μｍ、好まし
くは０．４〜０．６μｍの平均粒子サイズを有し、１．
５μｍを上回るＷＣ粒子は実質的に含まれない。バイン
ダー層中のＷ分は、 ＣＷ比＝Ｍs ／（Ｃｏ重量％×０．０１６１） として定義される「ＣＷ比」で表すことができ、ここ
で、Ｍs とは、ｋＡ／ｍの単位の焼結硬質炭化物体の測
定飽和磁化であり、Ｃｏ重量％は、焼結硬質炭化物体中
のＣｏの重量％である。本発明によるインサート中のＣ
Ｗ比は、好ましくは０．８０〜１．０、最も好ましくは
０．８０〜０．９０である。バインダー層に溶解したＷ
の量は、少量のカーボンブラック又は純タングステン粉
末を添加して炭素分を調節することにより制御すること
ができる。本発明の方法によると、粉砕工程は、ＷＣを
除き、粒子成長抑制剤、カーボンブラック又はタングス
テン粉末、バインダー金属、及びプレス助剤の全ての成
分をエタノール中で湿式粉砕するといった、約３時間の
予備的粉砕工程から始める。この予備的粉砕工程に続
き、ＷＣ粉末を含めて約１０時間の最終的粉砕工程が行
われる。次いで、硬質炭化物粉末は、好ましくはスプレ
ードライ法によって乾燥され、インサートにプレス成形
され、焼結される。１．５μｍを上回る粒子を含まない
本発明によるサブミクロン粒子サイズのＷＣ粉末は、粉
砕と、ジェットミル分級機のような分級によって調製さ
れる。最終的な粉砕工程の結果、粒子サイズ又は粒子サ
イズ分布に若干の変化が生じることも、本発明の範囲に
含まれる。
【０００７】
【実施例】例１ 本発明による０．４μｍのＷＣの平均粒子サイズを有す
るＷＣ、０．６重量％のＣｒ3 Ｃ2 、０．５重量％のＶ
Ｃ、１０重量％のＣｏの組成を有するサブミクロンの硬
質炭化物粉末を調製した。１２０ｋｇの粉砕ボールを入
れた３０リットルの実験用ミルを用い、バッチサイズを
２０ｋｇとして、エタノール中で粉砕を行った（１ｋｇ
の硬質炭化物あたり０．３リットルの流体）。最終的な
粉砕の前に、ＷＣ以外の全ての成分（Ｃｒ3 Ｃ2 、Ｖ
Ｃ、Ｃｏ）を添加して予備的粉砕を行った。
【０００８】また、０．４ｋｇ（２重量％）の潤滑剤を
そのスラリーに添加し、さらに、０．８５のＣＷ比にな
るように、バインダー相のＷと合金になるカーボンブラ
ックによって炭素分を調節した。次いで、ＷＣ原料を含
めて、１０時間の最終的粉砕工程を行い、粉砕工程を完
了した。十分に凝集のないｄWC＝０．４μｍのＷＣを使
用した（ジェットミルと分級による）。スプレードライ
の後、タイプＮ１５１．２−４００−４Ｅのインサート
を成形し、標準的方法によって焼結させた。１６５ＭＰ
ａの圧密化圧力（１８％の収縮）とクラックの発生しな
い優れたインサートが得られた。気孔を実質的に含ま
ず、硬度ＨＶ３＝１８００を有する緻密な焼結体が得ら
れた。
【０００９】例２ 例１と同様にしてタイプＮ１５１．２−４００−４Ｅの
硬質炭化物工具インサートを作成し、但し組成は、Ｗ
Ｃ、０．５重量％のＣｒ3 Ｃ2 、０．４重量％のＶＣ、
８重量％のＣｏとした。例１と同様な結果が得られ、但
し、圧密化圧力は１７５ＭＰａ（１８％の収縮）で硬度
ＨＶ３＝１８９０であった。
【００１０】例３ 例１と同様にしてタイプＮ１５１．２−４００−４Ｅの
硬質炭化物工具インサートを作成し、但し組成は、Ｗ
Ｃ、０．６重量％のＣｒ3 Ｃ2 、０．４重量％のＶＣ、
１０重量％のＣｏとした。例１と同様な結果が得られ、
但し、圧密化圧力は１６０ＭＰａ（１８％の収縮）で硬
度ＨＶ３＝１７４０であった。
【００１１】例４ 例１と同じ組成、ＷＣ平均粒子サイズ、ＷＣ比とし、タ
イプＮ１５１．２−４００−４Ｅの硬質炭化物の標準的
工具インサートを作成し、但し、通常のボールミル粉砕
方法によって粉末を調製し、粉砕時間は８０時間とし
た。例１とほぼ同様な物理的特性であったが（気孔率Ａ
００、ＨＶ３＝１８２０）、圧密化圧力が２９０ＭＰａ
（１８％収縮）とかなり高く、このため、得られたイン
サートには極めてクラックとチッピングが生じやすいと
いう問題があった。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 粉砕、プレス成形、及び焼結を含む粉末
    冶金的方法によって得られるサブミクロンのＷＣ粒子サ
    イズを有する硬質炭化物の製造方法であって、ＷＣ以外
    の全ての成分を約３時間にわたって予備的に混合し、Ｗ
    Ｃ粉末を添加し、最終的に約１０時間にわたって粉砕す
    ることを特徴とする硬質炭化物の製造方法。
  2. 【請求項２】 １８％収縮において２００ＭＰａ未満の
    圧密化圧力を有することを特徴とするサブミクロンの硬
    質炭化物粉末。
  3. 【請求項３】 前記圧密化圧力が１７５ＭＰａ未満であ
    る請求項２に記載の硬質炭化物粉末。
JP2000092984A 1999-04-06 2000-03-28 低圧密化圧力を有する硬質炭化物粉末の製造方法 Pending JP2000290738A (ja)

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